机械优化设计第62章.docx

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机械优化设计第62章

教案首页

课程名称机械设计学任课教师李玉柱

第六章机械结构设计计划学时3

教学目的和要求：

1.了解结构设计应遵循的原则和原理

2.掌握提高产品性能、降低成本的基本原则和设计中的工艺问题

重点：

1.结构设计的原则和原理

2.提高产品性能、降低成本的基本原则，设计中的工艺问题

难点：

设计中的工艺问题

思考题：

1.结构方案设计的基本原则和原理有哪些？

2.结构设计中，为什么要重视结构件的工艺性？

有哪些工艺性原则？

一、结构方案设计的基本原则

结构方案设计必须遵守三项基本原则：

明确、简单、安全可靠。

1、明确所谓明确是指产品设计中所考虑的各个方面均应在结构方案中得到明确的体现。

1）功能明确所选结构要达到预期的功能，每个分功能要求有明确的结构来承担，各部分结构之间有合理的联系，要实现的功能不能遗漏，也不应重复。

如下图（a）中，传递扭矩的是键还是圆锥面，零件的轴向定位是轴的台肩还是圆锥面，两者均不明确。

这是一种功能不明确的结构。

而在图（b）中，传递扭矩和轴向定位两种功能均由圆锥面来承担，是一种好的结构。

（有图）

2）工作原理明确所选结构的物理原理作用明确，所依据的物理工作原理必须考虑到各种可能的物理效应，尽可能避免使载荷、变形或磨损超出允许范围的有害情况。

如下图为轴向定位的两种方案。

在（a）方案中，轴的轴向固定为一端固定方案，左端轴承的内外环均固定，既确定了轴的轴向位置，又可承受一定的轴向力。

右端轴承外环未固定，轴受热膨胀时，右端轴承可以随轴的右部一起移动。

该方案工作原理明确无误。

而在（b）方案中，轴的轴向固定为两端固定方案。

在此种情况下，当轴受热膨胀时，轴的轴向载荷为轴承预紧力与热变形的附加载荷之和，轴的热伸缩量超过轴承的间隙允许范围，就会破坏轴承的正常工作状态。

轴的长度愈大，此不利影响就愈严重。

此方案属于工作原理不明确。

（有图）

3）使用工况及应力状态明确

进行结构设计时，材料的选择、尺寸的计算等都要依据载荷情况而定。

例如受压件采用铸铁材料（铸铁受压强度远远大于受拉强度）。

受拉件宜采用钢结构件。

另外零件结构也应根据受载情况而定，不能盲目地采用双保险。

如轴毂联接的方案中，由于采用了过盈配合，平键联接在此并不受载，仅起周向定位作用，此时平键的联接就不能按承载键来计算确定尺寸了。

（有图）

2、简单

结构简单是指整体、部件和零件的结构在满足总功能的前提下，力求形状简单，零部件的数量少。

其好处是不仅降低了产品的成本，而且减轻了整机的重量，提高了产品工作的可靠性。

1）零件数量少，可以缩短加工、组装和生产周期，降低生产成本；由于零件少，加工面少，磨损也减少，能耗降低，保养维修容易。

在设计中常采用一个零件担任几种功能的办法，达到减少零件数目的目的。

如下图的螺钉合成结构。

图（b）螺栓采用整体的、多功能的结构形式，把图（a）的防松弹性垫圈、定位垫圈、螺钉三种不同的功能集中在一个结构上，不但减少了加工、装配的工作量，而且增大了接触面，增加了摩擦，加强了防松功能。

2）零件的几何形状简单，可以使得毛坯生产加工工序缩短，制造与测量容易，安装和调整迅速。

比如由平面、圆柱、圆锥、圆球或其它对称形状所构成的零件容易加工、检验。

因此，可用较少的工时，获得较高的精度，以确保其功能的实现，而且便于计算，且计算结果接近实际，零件可靠性提高。

3）采用标准零部件。

结构设计中，在满足功能的前提下，应尽可能采用现有的零部件，这包括工厂、企业、部门和国家各级范围内的标准零部件。

标准件的采用，简化了结构设计，缩短了机器的设计与制造周期（不需画图，只要给出所需标准件的型号、代号就可以从市场上或生产单位直接购得），降低成本（据有关资料统计，在制造成本上要比自行设计加工的低10%左右），而且还有标准零部件的材料性质、性能、可靠性等数据都是成熟可靠的，并且通过实践证明是确信无疑的。

在这里要强调一点，这都是建立在生产标准件的企业是可以信赖的，不是假、冒、伪劣的。

举一个例子：

某年的夏天，一个与我们合作生产联合收割机的企业，采购的皮带、轴承都是一些劣质品，到地里没有使用一个上午，就出现皮带被拉坏，轴承散架的现象，致使试验无法正常进行。

最后只好将所有的这些不合要求的标准件换成正规厂家的合格品，才使得试验正常进行。

这是由于市场经济的规则还不完善、采购人员的素质低下出现的不正常现象，不在我们的讨论之列。

4）操作简单，结构布置合理，信号显示醒目。

5）包装简单，运输方便。

4、5两条可以举同学们熟悉的砻谷机来加以说明。

3、安全可靠

安全可靠指零件、部件有一定的工作寿命，有充分的安全措施，不发生人身和设备事故。

1）机器安全包括四个方面

零件安全指在规定的外载荷和时间内，零件不发生断裂、过度变形、过度磨损、不丧失稳定性。

整机安全指机器在规定的时间内保证在规定的条件下能够实现总功能。

例如谷物联合收割机，在规定的喂入量，籽粒含水率10-20%时总损失率≤1.5%,籽粒破碎率≤2%，含杂率≤2%；玉米联合收获机，在机器最大持续喂入量，籽粒含水率≤25-30%，植株倒伏率≤5%，果穗下垂率≤15%，最低结穗高度≥35cm，土壤含水率≤15-25%，玉米茎秆（干物质）产量为1200kg/hm2，割茬高度≤80mm的条件下收获时，籽粒损失率≤2%,果穗损失率≤3%，籽粒破碎率≤2%，茎秆切碎合格率≥90%（草长≤100mm）。

工作安全指对操作人员的保护，能够保证工作人员的人身安全和身心健康。

环境安全指对技术系统的周围环境和人不造成危害和污染，同时也要保证机器对环境的适应性。

2）安全技术法

安全技术法包括直接安全技术法、间接安全技术法、提示性安全技术法

直接安全技术法是指结构设计时，要确保可靠性，保证使用中不出现危险。

主要包括三方面的原理：

一是通过正确的分析和计算，必要时通过实验确定构件的受力情况，避免出现应力过于集中，防止出现断裂、过度变形等。

二是有限损坏原理，就是在使用过程中，当出现功能干扰或零件出现断裂时，将破坏引导到或保持在特定的次要部位，不会使整个零件或整个机器遭受破坏。

这就要求被破坏的零件易于查找和更换，或者能被另一零件所替代，如采用安全销、安全阀和易损件等，最典型的就是在电路设计中加入保险丝之类的元器件。

三是冗余配置原理，当技术系统发生故障或失效会造成人身安全或重大设备事故时，为提高可靠性，常采用重复的备用系统，如，电站的备用机组，坦克中的备用发动机，飞机的副油箱、双操纵机构设计等，都是为了防止一旦系统失效，就可以启动备用装置。

间接安全技术法指通过防护系统和防护措施来实现系统的安全可靠，如液压回路中的安全阀，电动机驱动系统中的热继电器，机床中的安全离合器等都是当设备出现危险和超负荷时，自行脱离危险状态。

另外还有一类防护装置是在机器正常工作时，防止操作者触及高速运转的机件或进行误操作而造成事故，例如带传动、链传动中的防护罩，锻床、冲床的操作联锁、闭合装置等。

提示性安全技术法是指在事故出现之前就发出报警和信号，提醒人们注意，使操作者及时采取措施，避免事故的发生，如指示灯、警铃等。

在结构设计中应根据产生不安全情况的危害性大小，技术的难易程度和成本的高低等因素按照直接、间接、提示性的顺序来选择不同的安全技术法。

二、结构方案设计的基本原理

在结构设计中，应从结构件的承载能力、强度、刚度、寿命、稳定性、减少磨损和腐蚀性等方面来提高产品的性能，获得最佳方案。

应遵循如下7个基本原理：

1、等强度原理

按等强度原理设计的结构，材料得到了充分的利用，且减轻了重量，降低了成本。

如下图。

a）强度不等，且强度差；

b）强度不等，用料多；

c）适用于铸铁和钢的等强度结构；

d）适用于钢而不适用于铸铁的等强度结构。

对于一些不便于采用等强度原理的结构，通常可以采取一些结构措施来降低高应力区的应力或提高低应力区的应力使应力均匀，以达到接近等强度的效果。

如下图，都是通过增加约束变形的附件以降低高应力区的应力的两个实例。

图中构件1为承受载荷的主体构件，当在结构中增加一个约束变形的辅助构件时，就使得构件1左半部的应力显著减小，两部分的应力趋于均匀。

2、合理力流原则

可以认为力在其传递路线上形成所谓力线，这些力线汇成力流。

图6-10所示的中心冲工作时的力流情况就是一个既简单又典型的例子。

当手锤的冲击力作用在中心冲头部顶平面时，力线在冲体中平行地向下延伸，到尖端处汇聚在一起并在尖端流出。

由图可见，尖端的力流密度愈来愈高，因此局部应力很高，相当于把锤头的力聚集到尖端一点上，故可冲出中心孔来。

力流在构件中不会中断，也不会增多，任一条力线都不会突然消失，必然是从一处传入，从另一处传出。

在若干个构件所构成的结构体中，力流可以是穿过的，也可以是封闭的。

力流的另一个特性是它倾向于沿最短路线通过，从而在最短路线附近力流密集，形成高应力区。

其它部位力流稀疏，甚至没有力流通过，从应力的角度讲，材料未必充分利用。

因此，应该尽可能按力流最短路线来设计零件形状，以使材料得到有效的利用。

图6-11所示为不同形状的两种杆件。

两端均受水平拉力，两个孔之间的距离均为L。

显然，图6—Ila所示方案的力流路线短，图6—llb所示方案的力流路线较长，尺寸也大，若无持殊要求则不应采用。

当力流方向急剧转折时，力流在转折处会过于密集．从而引起应力集中，设计中应在结构上，采取相应措施，使力流转向平缓。

3．变形协调原理

所谓变形协调，就是使相联接的两零件在外载荷的作用下所产生的变形的方向相同并且使其相对变形尽可能小。

现以焊接或粘结的搭接板为例说明之，图6—12所示为两种不同的结构形式。

图6—12a中板1受拉力F，板2则受大小相等、方向相反的压力F'，两零件在接缝的上端应力集中很大，

图6—12b中板1及板2均受拉力，应力分布相对均匀些。

变形协调问题还可从图6—13所示的轴毂联接中体现出来。

图6—13a中轴和轮毂的变形方向相反，力流急剧转弯，使应力沿轴向分布不均、A处应力很大。

采用图6-13b所示的结构时，力流过渡平缓．应力分布均匀。

4.力平衡原理

在机器工作时，常产生一些无用的力，如离心惯性力、变速惯性力、斜齿轮的轴向力等，这些力不但增加了轴和轴承等零件的负荷，降低其精度和寿命，同时也降低了机器的传动效率。

所谓力平衡就是指采取结构措施部分或全部平衡掉无用的力，以减轻或消除其不良影响。

这些结构措施主要有采用平衡元件、采取对称布置等。

如图6—30所示为通过人为增加一个偏心来平衡另一个偏心产生的离心力。

5.任务分配原理

结构设计中必须根据功能要求合理地选择载体，即选择特定零件以承担特定功能。

任务分配也就是功能与载体之间关系的确定。

分配不外有三种可能：

一载体承担多种功能；一载体承担一种功能，多载体共同承担一种功能。

简言之，功能集中于一载体，可简化结构、降低成本；功能与载体一一对应，便于做到“明确”、“可靠”，便于实现结构优化及准确计算；多载体承担同—功能可以减轻零件负载，延长使用寿命，设计时应根据具体情况进行任务分配。

例如,若只靠螺栓预紧产生的摩擦力来传递横向载荷时，会使螺栓尺寸过大．可通过增加抗剪元件，如销、套筒和端面键等，以分担横向载荷来解决这一问题。

在同—零件中，可在不同位置采用不同材料，分别承担不同的功能。

例如，蜗轮采用青铜齿圈与铸铁轮体的组合，v带中靠强力绳芯来承受拉力，靠胶带体改善挠性，靠包层增加与带轮之间的摩擦力及耐磨性。

实际上，同一零件采用同样材料时，可在不同部位进行不同的热处理以承担不同的功能。

如轴颈表层淬火以增加耐磨性，而其他部分进行调质处理以保证较高的韧性，提高疲劳强度。

同一功能也可以进行任务分配。

当功率和尺寸大到一定限度时，就需要把同一功能分配给若干个相同的功能载体来承担。

如v带传动中，单靠增大胶带截面尺寸来提高传递的功率会增大胶带的弯曲应力并显著降低其寿命，因此，通常采用相同的多根v带传动。

类似例子很多，如多排链传动，采用多个行星轮的行星齿轮传动等。

为了缩小径向尺寸，提高承载能力，有时在轴的一个支承处布置多个相同的轴承，也属于同功能的任务分配。

相同功能任务分配应保证各功能载体均匀地分担任务，否则，不仅可能使个别功能超载，而且还可能在两功能载体之间出现功率循环现象，增大损耗。

这一问题通常靠严格控制各载体的制造误差来解决。

如v带应控制长度误差及带轮上各轮槽的误差。

另外，采用柔性结构或调节元件也可以改善刚性传动系统中各功能载体的力平衡状态。

6.自补偿原理

通过选择系统元件及其在系统中的配置来自行实现加强功能的相互支持作用，称为自补偿。

自补偿在正常情况（额定载荷）下有加强功能、减载和平衡的含义，而在紧急情况（超载）下有保护和救援的含义。

在自补偿结构中，所要求的总效应是由初始效应和辅助效应共同构成的。

初始效应是结构本身产生的，应保证初始状态可靠，通常在没有辅助效应时也能够机构的正常功能。

辅助效应则是机构或机器工作时从决定功能的主参数（圆周力、转矩、轴向力）或由它产生的辅助参数（离心力、热膨胀力、斜齿轮产生的轴向力等）得到的。

常见的自补偿原理应用形式有：

自增强、自平衡和自保护。

1）自增强当辅助效应与初始效应的作用方向相同时，使得总效应加强，就是所谓的自增强。

图6—14所示为偏心夹紧机构的示意图。

当在偏心手柄上加一个初始力F1时，由于偏心的作用而获得一个初始的夹紧力F。

工作时，工件上受到一个F2力，该力使工件与偏心轮之间产生一个使偏心轮顺时针转动的趋势，该趋势与F1力的作用同向，故增大了夹紧力F的作用，且该作用随着F2的增大而增大，所以夹紧可靠。

注意，当F2方向相反时，则辅助效应恰好消弱初始效应，是不合理的。

钻头的锥柄在插入钻床主轴的锥孔时，由于采用莫氏锥度，具有自锁性能，可以传递一定转矩。

当进行钻削时，钻头承受较大轴向力，使钻柄与主轴锥孔之间的摩擦力随之增大以承受相应的转矩，这也是自增强的例子。

2）自平衡自平衡通常是使正常载荷下的辅助效应同初始效应相反并达到平衡或部分平衡状态，以克服不利影响。

离心式调速器可以认为是自平衡的典型例子。

如图6—15所示，当竖轴1的转速升高而超过要求的转速时，重锤2会自动抬起，带动滑套3和杠杆系统4使阀门5转动以减少蒸汽通过量，从而降低蒸汽机的转速以恢复到正常值。

若杠杆连接其它机构，通过不同原理可调节其它机械的转速。

此外，预应力强化方法也属于自平衡。

3）自保护超载时，特别是超载有可能反复出现时，采取自动防止破坏的措施同采取保护性或采用特殊的防护装置相比更为合理。

有时，采取一定的结构措施就可以实现自动保护。

例如．摩擦式离合器、带传动在过载时通过打滑自保护。

对零件结构进行适当改变也可以实现这一目的。

再如，各种安全离合器，超越式离合器等等。

7．稳定性原理

所谓系统的结构稳定是指当出现干扰，使系统状态发生改变的同时，会产生一种与干扰作用相反的、使系统恢复稳定的效应。

合理的活塞导向结构应能消除或缓和使活塞倾斜等干扰的影响，保持稳定状态，减少摩擦。

如图6-16所示，当活塞倾斜时．汽缸压力和作用在活塞杆上的工作抗力对活塞的状态会有不同的影响，图6—16a情况下，上述力会使活塞加剧倾斜，故为不稳定状态；图6—16b情况下，力的作用将使活塞有恢复到应处位置的倾向，故为稳定状态。

根据上述分析，可以设计出各种使活塞保持稳定的结构。

在机械结构中，除了力学上的稳定性外，还有受热情况下稳定性问题。

图6—l7所示为深沟球轴承两种不向的轴向固定方案。

固6—17a为两端固定，当工作时因轴受热伸长使轴承工作间隙变小，丧失正常工作条件，故为不稳定结构；图6-17b为一端固定结构，当轴受热伸长时，右端轴承可随轴向右窜动，在新的位置上正常工作，所以该结构为稳定结构。

有时，要求系统在某种极限情况下有可能迅速转变为另一种新的、界限明确的状态，即利用其不稳定状态，液力系统的安全阀就是一个典型实例。

第三节结构设计中的强度和刚度问题

许多零件具有承载功能，为保证零件在规定的使用期限内正常地实现其功能，必须使其具有足够的强度和刚度。

下边就如何在较少的材料消耗的前提下获得较高的强度和刚度讲一些方法和措施。

一、通过结构设计降低应力减少变形

1.合理确定截面形状

圆形截面和非圆形截面在机械中均有采用，轴以圆形截面居多，传动轴一般都采用圆形截面。

小直径的轴多采用实心轴以便于制造；大直径的轴类零件常做成空心轴，使得其受弯矩作用时的正应力和受扭矩作用时的切应力都分布得较为合理。

见书上第109页图6-18，两图所示的轴截面积、材料和所受的扭矩均相同，图a是实心轴，中心处的切应力很小，造成材料浪费；而外缘处的切应力很大，使强度降低。

图b是空心轴，其应力变化较为均匀，最大应力明显降低，从而提高了强度。

同时空心轴的截面惯性矩和极惯性矩都明显增大，使得抗弯和抗扭刚度也大为提高。

书上109页表6—1，列出四种齿轮轴，其中一种是实心轴，其余三种都是空心轴。

这四种轴的跨距、受力条件相同，两端都装有同系列的深沟球轴承。

从表中的数据可以看出轴的直径、轴的质量对轴的强度、强度比、刚度、挠度和轴承的使用寿命的影响。

为了保证齿轮轴具有足够的厚度，让轴的直径与材料的重量同步变化。

由表中的数据可以看出，随着轴的直径的增大，其强度和刚度显著增大。

表中的四号轴和一号轴相比，四号轴的直径和质量仅为一号轴的2.3倍和2.2倍，而轴的强度和刚度则分别增大到原来的9倍和20倍。

书上110页表6—2，列出了五种截面积相等而界面形状不同的受弯梁的强度和刚度值。

从表6—2，可以看出，在截面积相等的情况下，受弯梁的截面在受力方向上尺寸愈大愈好。

如3号梁的刚度是1号梁的25倍。

还可以看出，质量愈向弯曲中性面的两侧分散（即质量向受力方向的上、下两面集中）愈好。

如5号梁的强度和刚度比3号梁又有大幅度的提高。

强度增大到3号梁的2.4倍，刚度增大到3号梁的2.8倍，更分别是1号梁的12倍和70倍。

所以，当要求一定的材料消耗时，选择合理的截面形状可以显著提高构件的强度和刚度；反之，当要求一定的强度和刚度时，合理地选择截面形状，可以大大地节约材料，减轻重量。

2.合理确定轴向尺寸

改变截面形状降低截面上各点的应力，可以提高零件本身抗破坏和抗变形的能力，但不能改变所受弯矩的大小，通过合理地确定零件的轴向尺寸，可以减少弯矩，从而更为有效的提高强度和刚度。

这里所谓轴向尺寸，主要指梁或轴的支撑跨局和悬臂的伸出长度。

3.合理选择支承形式

4.合理利用材料自身特性

一）改善零件的受力状况

二）预加载荷

通过采用以上措施，可以使零件的强度和刚度得到有效的改善，获得令人满意的效果，既合理的利用了材料，降低了成本，还能减轻整机的重量。

所以在进行结构件的设计时要很好地利用所学过的知识，使结果件的设计更加合理。

第四节支承件的结构设计

由于支承件的特殊作用及结构较为复杂的特点，虽然前述的一般设计原则仍然适用,但还有一些问题需要单独讲述，以起到相互补充的作用。

一、支承件的功用类型和基本要求

1、支承件的功用

支承件是机器上大型受力构件的总称，它可以单独或联接起来构成机器的主体、基础或框架等，对其它零件起联接、支承或包容作用，以保证零件之间的相对位置或相对运动关系，并承受其它零件的重力及工作载荷。

2．支承件的类型

支承件形式多种多样．根据形状可大体分为三大类型，即梁型、板型和箱型。

梁型支承件的特点是其某一方向尺寸比其它两方向尺寸大很多，因此，在分析或计算时可将其简化为梁，如车床床身、各类立柱、横梁、伸臂和滑枕等均属此类。

板型支承件的持点是其某一方向尺寸比其它两方向尺寸小得多，可近似地简化为板件，如铣床工作台、钳工划线平台及某些机器较薄的底座等。

箱体支承件的三个方向的尺寸差不多，可看作箱体件。

如减速器或变速箱箱体、铣床的外降台及组合机床的中间底座等。

3．对支承件的要求

支承件通常应满足刚度，抗振性、热稳定性及内应力等方面要求。

（1）刚度支承件的功用决定了刚度是其最主要的指标之一。

支承件若受力变形过大就无法保持相关零件之间的位置和运动的准确关系。

（2）抗振性支承件的抗振性是指其抵抗受迫振动和自激振动的能力。

若文承件发生振动，必然影响到其上安装的零件特别是精密工作零部件如机床主轴、刀架和量具的测头等的正常工作。

另外，支承件通常制成中空形式，有的支承件如箱体的壁厚较簿，面积较大，易于产生薄壁振动。

因此，抗振性也是支承件主要要求之一。

（3）热稳定性机器工作时会有很多热量传给支承件，主要有动力源热：

如电动机、内燃机和电磁铁等产生的热量；摩擦热：

如传动件、轴承、凸轮和离合器等摩擦产生的热量；工艺热：

工艺过程本身如切削、锻压、焊接和注塑等产生的热量：

物料热；某些被加工、处理的物科，如热锻毛坏和液态塑料等的热量；环境热：

由于工作在高温地区或附近有高温设备如加热炉等带给机器的热量等等。

由于支承件尺寸较大，故热变形也显著，又由于其不同部位受热不同、变形不均，会使其发生挠曲，而且热变形量还会随时间变化。

支承件的变形破坏了其上相关零件之间的相对位置或相对运动精度。

因此，提高其热稳定性，减少热变形也是支承件乃至整机设计不可忽略的问题。

常用方法有减少热源、隔热、散热、冷却等，还可通过合理的结构设计，如合理分配金属量、用热变形补偿元件、其至用局部加热等方法使其热交形均匀。

4）内应力较大零件在铸造、焊接等过程中会有内应力产生，而内应力在经过—定时间后的重新分布或逐渐消失会使已加工或已工作的零件产生变形，甚至丧失精度。

故在设计中应使支承件在结构上尽可能减少内应力的产生；在制造中应在精加工之前用天然时效或人工处理等方法消除内应力。

如支承件各部分金属量应尽量分布均匀；当壁厚差别较大时，应在厚、薄壁之间逐渐过渡；尽量避免过大的金属堆积，必要时可在局部作出空腔：

在铸铁中加入镍和铬等合金元素不但能减小内应力，而且可提高构件运动表面的耐磨性。

5）其它要求设计中还应满足支承件特定功能的要求，如电器、油箱等的位置和安装方式；加工余料的排出；冷却液回收；安装、吊运的方法及加工工艺性，金属消耗量等。

上述各项要求中．本节将着重讨论支承件的刚度这一最突出的问题。

二、保证支承件刚度的结构措施

保证支承件刚度及抗娠性的措施主要有：

合理确定截面形状和尺寸，合理布置隔板和加强肋，合理开口和加盖，提高局部刚度和接触刚度，增强阻尼以提高抗振性等。

1、合理确定截面的形状相尺寸

支承件的受力、变形情况很复杂，而对其影响较大者为弯曲、扭转或者二者的组合。

如前所述，截面积相同而形状不同时，其截面惯性矩和极惯性矩差别很大，因此其抗弯和抗扭刚度差别也很大。

表6—4所列8种截面，其面积均为10000mm2，由表中列出的抗弯、抗扭惯件矩的相对值可以看出：

1）无论圆形、方形还是矩形，空心截面都比实心的刚度大，故支承件一般均设计成空心。

2）无论实心、空心，都是在受力方向上，尺寸大的抗弯刚度大，而且都是圆形截而的抗扭刚度高，矩形截面沿长轴方向抗弯刚度高。

3）加大外廓尺寸，减少壁厚可提高抗弯、抗扭刚度。

4）封闭截面比开口截面刚度大。

由上可知，根据载荷特性合理地确定支承件的截面形状和尺寸，就可以在减轻重量、降低成本的基础上提高其抗弯、抗扭刚度。

2.合理布置隔板和加强肋

隔板和加强肋也称肋板和肋条。

合理布置隔板和加强肋通常比增加支承件的壁厚的综合效果更好。

1）隔板隔板实际上是一种内壁，它可连接两个或两个以上的外壁。

对梁形支承件来说，隔板有纵向、横向和斜向之分。

纵向隔板的抗弯效果好，而横向隔板的抗扭作用大，斜向隔板则介于上述两者之间。

所以．应根据支承件的受力特点来选择隔板类型和布置方式。

应该